(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像の形成される像担持体に対向する開口部を下部に有し、一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
周面の一部が前記開口部から露出して、前記像担持体と共に現像部を形成すべく設けられ、前記一成分現像剤を表面に保持して現像剤収容部から現像部へ回転搬送し、前記現像部で前記像担持体の静電潜像を現像する現像ローラと、
前記現像部よりも前記現像ローラの搬送方向上流側の前記開口部近傍に前記現像ローラ表面に接触すべく配設され、前記現像ローラ上に搬送される前記一成分現像剤の厚さを規制する現像剤層規制部材と、
前記現像剤収容部内に配設され、前記現像剤層規制部材よりも前記現像ローラの搬送方向上流側で、前記現像ローラに圧接して前記現像剤収容部内の現像剤を前記現像ローラ表面に供給する現像剤供給手段と、
を備える現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像ローラと前記現像剤供給手段とが、同一方向に回転し、前記一成分現像剤を帯電させて供給し、
前記現像剤層規制部材の先端側が９０°以下の曲げ角度θを有する板状であって、
前記現像装置からの一成分現像剤が転写される被転写媒体の通紙経路に、所定サイズ未満の被転写媒体が通過していることを検知する２つの光センサを用いる検知手段と、
該検知手段が被転写媒体を所定サイズ未満であると検知した場合、該被転写媒体への画像形成終了後に、前記現像剤供給手段への印加バイアスを変更する変更手段と、が設けられていて、
前記画像形成終了後に、前記一成分現像剤を前記現像ローラへ供給しない側のバイアスが現像ローラが１回転する以上の時間印加され、次いで、前記一成分現像剤を前記現像ローラへ供給する側のバイアスが現像ローラが１回転する以上の時間印加されることで、いずれの極性に帯電したトナーも回収する設定にされている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記検知手段で検知した被転写媒体のサイズ及び／又は種類に応じて、バイアスが設定される
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像形成装置では、複数の現像装置が設けられている。通常は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の４色の現像装置が使用され、４色のトナーが紙上又は中間転写ベルト上で重ね合わせられて画像が形成される（例えば、特許文献１参照）。現像装置が一成分現像方式を採用している画像形成装置において全幅より小サイズの紙が連続通紙されると、紙あり部（画像あり部）ではトナーが消費され、紙なし部（画像なし部）ではトナーは消費されない。一成分現像方式では、紙なし部においてトナーが現像ローラに対して連れ回りしており、トナーの消費がなく、現像装置が作動していると、現像ローラ上のトナーの入れ替えが悪い。そのため、ドクターブレード通過時にトナーの劣化が著しい。また、トナーの連れ回りにより外添剤の埋没・遊離が発生しトナーの帯電量が低下する。トナーの帯電量が低下すると現像ローラのトナー搬送力が低下し易くなる。そして、紙あり部と紙なし部では、トナーの帯電量に大きな差異が発生し、小サイズの紙を連続通紙後に、全幅の紙を通紙すると濃度差が生じてしまう。この濃度差は、特にハーフトーンのカラー画像において色味変化となり、目立ち易い。この問題を防ぐには、小サイズの紙を連続通紙後に、紙なし部のトナーを現像ローラから掻き取り、現像ローラ上のトナーを入れ替えることが効果的である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像ローラ上の一成分現像剤を的確に回収して現像ローラ上の一成分現像剤を新たな一成分現像剤と入れ替えることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像の形成される像担持体に対向する開口部を下部に有し、一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、周面の一部が前記開口部から露出して、前記像担持体と共に現像部を形成すべく設けられ、前記一成分現像剤を表面に保持して現像剤収容部から現像部へ回転搬送し、前記現像部で前記像担持体の静電潜像を現像する現像ローラと、前記現像部よりも前記現像ローラの搬送方向上流側の前記開口部近傍に前記現像ローラ表面に接触すべく配設され、前記現像ローラ上に搬送される前記一成分現像剤の厚さを規制する現像剤層規制部材と、前記現像剤収容部内に配設され、前記現像剤層規制部材よりも前記現像ローラの搬送方向上流側で、前記現像ローラに圧接して前記現像剤収容部内の現像剤を前記現像ローラ表面に供給する現像剤供給手段と、を備える現像装置を有する画像形成装置において、前記現像ローラと前記現像剤供給手段とが、同一方向に回転し、前記一成分現像剤を帯電させて供給し、前記現像剤層規制部材の先端側が９０°以下の曲げ角度θを有する板状であって、前記現像装置からの一成分現像剤が転写される被転写媒体の通紙経路に、所定サイズ未満の被転写媒体が通過していることを検知する２つの光センサを用いる検知手段と、該検知手段が被転写媒体を所定サイズ未満であると検知した場合、該被転写媒体への画像形成終了後に、前記現像剤供給手段への印加バイアスを変更する変更手段と、が設けられていて、前記画像形成終了後に、前記一成分現像剤を前記現像ローラへ供給しない側のバイアスが現像ローラが１回転する以上の時間印加され、次いで、前記一成分現像剤を前記現像ローラへ供給する側のバイアスが現像ローラが１回転する以上の時間印加されることで、いずれの極性に帯電したトナーも回収する設定にされていることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記検知手段で検知した被被転写媒体のサイズ及び／又は種類に応じて、バイアスが設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上記解決する手段としての画像形成装置では、現像ローラ上の一成分現像剤を的確に回収して現像ローラ上の一成分現像剤を新たな一成分現像剤と入れ替えることができる。ひいては、現像ローラの長手方向の一成分現像剤の帯電量不均一を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【０００８】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示している。画像形成装置本体の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の像担持体（感光体ともいう）１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが並行して配設されている。すなわち、この画像形成装置は、タンデム型のカラーレーザー複写機である。画像形成装置本体は、プリンタ部１００と、プリンタ部１００を載せる給紙装置２００とを備えている。圧板開閉式スキャナは、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ部本体３００と、スキャナ部本体３００に回動自在に設けられた自動原稿送り装置４００とを備えている。
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４個のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを示している。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、及びベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【０００９】
原稿をコピーする際には、ユーザーは、例えばシート原稿の束を自動原稿送り装置４００の原稿台３０にセットする。又は、１枚の原稿をコンタクトガラス３２の上に載置する。１枚ずつコンタクトガラス３２の上に載置する場合、先ず、スキャナ部本体３００に対して自動原稿送り装置４００を上方へ回動させ、コンタクトガラス３２を露出させる。この後、コンタクトガラス３２に原稿を載置し、次いで自動原稿送り装置４００を下方へ回動させてコンタクトガラス３２との間に原稿を挟み込む。
【００１０】
このようにして原稿をセットした後、コピースタートスイッチを押下すると、スキャナ部本体３００による原稿読取動作がスタートする。ただし、自動原稿送り装置４００にシート原稿をセットした場合には、この原稿読取動作に先立って、自動原稿送り装置４００が作動してシート原稿をコンタクトガラス３２まで移動させる。原稿読取動作では、先ず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光は、第２走行体３４内に設けられたミラーで反射し、次いで、結像レンズ３５を通過し、最後に読取センサ３６に入射する。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。シート原稿が自動原稿送り装置４００によりコンタクトガラス３２上に載置された場合には、シート原稿は原稿排紙部３１に排紙される。
このような原稿読取動作と併行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、及び定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらのトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせて転写され、４色トナー像となる。
【００１１】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００は給紙動作を開始する。この給紙動作では、複数の給紙ローラ４２のうちの１個が選択的に回転させられ、ペーパーバンク４３内に多段に設けられた給紙カセット４４のうちの１つから被転写媒体としての転写紙（以下、被転写媒体と記すことがある。）が送り出される。転写紙が送り出される際、分離ローラ４５で１枚ずつ転写紙が分離されて１枚ずつ転写紙が給紙路４６に進入する。その後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。一方、給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合がある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択的に回転させられ、手差し給紙ローラ５０によって転写紙が画像形成装置内に送り出される。その際、複数枚の転写紙が相互の摩擦力により一体として搬送されようとするが、分離ローラ５２があるので、転写紙は１枚ずつ搬送されることになる。このようにして１枚ずつ転写紙がプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙される。
【００１２】
以下、画像形成装置の構成要素（光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２及び定着装置２５）について説明する。なお、フルカラー画像を形成する場合を前提として説明する。
先ず、光書込ユニット２１について説明する。光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて像担持体１の表面にレーザー光を照射する。すると、帯電装置によって一様帯電された像担持体１は、レーザー光が照射された部分について表面電位が減衰する。この減衰により、像担持体１の表面に静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は現像装置７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像されてトナー像となる。
なお、像担持体１に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の像担持体１の表面にはトナーが残っているため、クリーニング装置によって像担持体１の表面がクリーニングされる。そして、潤滑剤塗布装置を経た後、除電器によって除電され、帯電装置によって一様帯電され、初期状態に戻る。
【００１３】
次いで、中間転写ユニット１７について説明する。中間転写ユニット１７は、中間転写ベルト１１０とベルトクリーニング装置９０を有している。また、中間転写ユニット１７は、従動ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写ローラ１６、及び４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。中間転写ベルト１１０は、従動ローラ１４を含む複数のローラによって張架されている。そして、中間転写ベルト１１０は、モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって無端移動する。４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面に接触するようにして配設され、図示しない電源から一次転写バイアス電圧が印加される。また、一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、中間転写ベルト１１０をその内周面側から像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧して一次転写ニップを形成する。そして、一次転写バイアス電圧の影響により、像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間（一次転写ニップ）に一次転写電界が形成される。
【００１４】
像担持体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０に一次転写される。このＹトナー像には、像担持体１Ｍ，Ｃ，Ｋに形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わされる。この重ね合わせにより、中間転写ベルト１１０には多重トナー像である４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像は、二次転写ニップで転写紙に転写される。二次転写ニップ通過後にトナーが表面に残留した中間転写ベルト１１０は、従動ローラ１４とベルトクリーニング装置９０との間に挟み込まれ、ここでベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。
【００１５】
次いで、二次転写装置２２について説明する。二次転写装置２２は、中間転写ユニット１７の下方に設けられている。また、二次転写装置２２は、２個の張架ローラ２３によって張架された紙搬送ベルト２４を備えている。紙搬送ベルト２４は、少なくともいずれか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、無端移動する。２個の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された張架ローラ２３は、二次転写ローラ１６と対になって、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟込みにより、中間転写ベルト１１０と紙搬送ベルト２４とが接触して二次転写ニップが形成される。そして、この右側の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアス電圧が印加される。この二次転写バイアス電圧の印加により、二次転写ニップにおいて中間転写ベルト１１０から張架ローラ２３側に向けてトナーが静電移動する二次転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像に同期するようにレジストローラ対４９によって二次転写ニップに送り込まれた転写紙に、二次転写電界及びニップ圧の影響により４色トナー像が転写される。なお、張架ローラ２３に二次転写バイアス電圧を印加する方式に代えて、帯電チャージャで転写紙を非接触状態で帯電させる方式を採用してもよい。
【００１６】
画像形成装置本体の下部に設けられた給紙装置２００には、複数の転写紙を束の状態にして収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に間隔を置いて複数配設されている。給紙カセット４４の一番上の転写紙には、給紙ローラ４２が押し当てられている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙は給紙路４６に向けて送り出される。
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６には、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４６の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とが設けられている。転写紙は、搬送ローラ対４７を介してレジストローラ対４９に向けて搬送される。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、二次転写ニップにおいて４色トナー像を転写させることができるタイミングでローラ間に挟み込んだ転写紙を送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に転写される。このようにしてフルカラー画像が印刷された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って移動し、次いで紙搬送ベルト２４から定着装置２５に送られる。
【００１７】
最後に、定着装置２５について説明する。定着装置２５は、定着ベルト２６を２個のローラによって張架させながら無端移動させる装置であるベルトユニットと、定着ベルト２６を押圧する加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２個のローラのうち、加圧ローラ２７に押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を備えており、このローラの発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着する。
定着装置２５で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板から突設したスタック部５７に排紙されるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために二次転写ニップに戻されるかする。
【００１８】
なお、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面を像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４個の像担持体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、像担持体１Ｋだけを回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、像担持体１だけでなく、現像装置７の駆動をも停止させる。
【００１９】
図２は、現像装置の詳細を示している。図に示すように、現像装置７は、静電潜像の形成される像担持体１に対向する開口部Ｓを下部に有し、一成分現像剤であるトナーＴを収容する現像剤収容部７１を備えている。この現像剤収容部７１の開口部Ｓには、現像ローラ７２が設けられている。この現像ローラ７２は、その周面の一部が開口部Ｓから露出して、像担持体１と共に現像部を形成する。また、現像ローラ７２は、トナーをローラ表面に保持して現像剤収容部７１から現像部へトナーを回転搬送し、現像部で像担持体１の静電潜像を現像する。この現像部よりも現像ローラ７２の搬送方向上流側の開口部近傍に現像ローラ表面に接触すべく現像剤層規制部材であるドクターブレード７３が設けられている。このドクターブレード７３は、現像ローラ７２上に搬送されるトナーの厚さを規制する。また、現像剤収容部７１内には、ドクターブレード７３よりも現像ローラ７２の搬送方向上流側で、現像ローラ７２に圧接して現像剤収容部７１内の現像剤を現像ローラ表面に供給する現像剤供給手段であるトナー供給ローラ７４が設けられている。さらに、このトナー供給ローラ７４の上方近傍には、トナー攪拌部材７５が設けられている。このトナー攪拌部材７５は、現像剤収容部７１内のトナーを攪拌して循環させ、トナーの滞留を防ぐ機能を有している。トナー攪拌部材７５の上方には、現像剤収容部７１の中央付近に配置されたトナー攪拌部材７６が設けられており、現像剤収容部７１内のトナーを全体的に攪拌している。
【００２０】
前記ドクターブレード７３には、金属などの剛性の高い板材が用いられる。板材のドクターブレード７３の先端側は折り曲げられている。そして、折曲部７３ａが現像ローラ７２に当接するようにされている。ドクターブレード７３の折曲部７３ａよりも先端側は、斜め上方に向けて直線状に延びている。ドクターブレード７３の曲げ角度θは９０°以下にされている。ドクターブレード７３の先端部付近のトナーの流れを阻害しないようにするためである。
【００２１】
図中、現像ローラ７２及びトナー供給ローラ７４は反時計回り方向に回転しており、トナー攪拌部材７５は時計回り方向に回転している。トナー攪拌部材７５の線速とトナー供給ローラ７４の線速比（攪拌線速／補給線速）は例えば、１．５以上にされる。トナー供給ローラ７４からトナーを剥ぎ取り易くなり、トナー供給ローラ７４の周辺のトナーの流れがよくなり、かつ、トナー攪拌部材７５で攪拌されるトナーの流れが大きくなりドクターブレード７３の先端部のトナーの滞留を防止することができるからである。仮に、線速比を１．０とするとトナー供給ローラ７４とトナー攪拌部材７５との最近接部で同速度で動いていることになり、トナー供給ローラ７４からのトナーの回収性が良好でない。また、回収性を向上させるためにはトナー供給ローラ７４とトナー攪拌部材７５とを相互に反対方向に回転させる方法が挙げられるが、この場合、ドクターブレード７３の先端部付近でトナーが滞留し、トナーの循環が不十分になる。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置には、現像装置７からのトナーが転写される被転写媒体としての転写紙や樹脂シートなどの通紙経路に、所定サイズ未満の転写紙が通過していることを検知する検知手段として検知センサ２が設けられている。検知センサ２としては例えば光センサを用いることができる。より具体的には、転写紙が検知センサ２の位置まできたことを認識するために通紙経路の幅方向中央に設けられる光センサと、通紙経路の幅方向の中央から離れた位置に設けられる光センサとを組み合わせて検知センサ２を構成することができる。後者の光センサは、光路が転写紙により妨げられているか否かで所定サイズ未満であるか否かが判断される。この検知センサ２が転写紙を所定サイズ未満であると検知した場合、該転写紙への画像形成終了後に、図２に示すトナー供給ローラ７４への印加バイアスが変更される。この変更手段としてＣＰＵを含む制御手段３が設けられている。印加バイアスはバイアス電源４からトナー供給ローラ７４に印加される。印加バイアスの大きさは制御手段３でバイアス電源４を制御することにより変更される。
本実施形態の画像形成装置では、例えば、画像形成終了後に、トナーをトナー供給ローラ７４から現像ローラ７２へ供給しない側のバイアスがトナー供給ローラ７４に印加される設定にされる。このような設定にすることにより、現像ローラ７２からトナー供給ローラ７４へのトナーの回収率が高くなり、現像ローラ７２上のトナーの入れ替えを十分に行うことができる。ここで、トナーの回収率が高くなるのは次の理由による。
トナー供給ローラ７４と現像ローラ７２とは相互に接触しており、この接触部においてトナーは帯電する。このトナーの帯電を利用してトナー供給ローラ７４と現像ローラ７２との間に電位差を設け、現像ローラ７２にトナーが供給される。そのため、この電位差をなくすか、現像ローラ７２からトナー供給ローラ７４へトナーが移動するようなバイアスを印加するかすることにより現像ローラ７２へのトナーの供給量を調整することができる。この調整により、トナーの回収率を高くすることができる。
【００２３】
また、本実施形態の画像形成装置では、例えば、画像形成終了後に、トナーを現像ローラ７２へ供給しない側のバイアスが現像ローラ７２が１回転する以上の時間印加され、次いで、トナーを現像ローラ７２へ供給する側のバイアスが現像ローラ７２が１回転する以上の時間印加される設定にされる。トナーを現像ローラ７２へ供給しない側のバイアスだけを印加した場合、現像ローラ７２上に逆帯電トナーが多く残留するが、このような設定にすることにより、正負いずれの極性に帯電したトナーであっても回収することが可能である。
この設定とは逆に、先に、トナーを現像ローラ７２へ供給する側のバイアスが印加されると、現像ローラ７２上のトナー搬送量が増加し、逆極性のトナーの割合が増加し、その後の逆帯電トナーの回収が困難になる。そのため、上記順序でバイアスが印加されるように設定するとよい。
【００２４】
本実施形態では、画像形成時には、トナー供給ローラ７４には、所望のバイアスが印加される。トナー供給ローラ７４への印加バイアスは、中間転写ベルト上でのトナー現像量をもとに制御される。この現像ローラ７２とトナー供給ローラ７４には通常一定の電位差が形成される。例えば、現像ローラ７２へのバイアスとトナー供給ローラ７４へのバイアスとの差は１００Ｖとされる。より具体的には、図３に示すように、現像バイアスは−４００Ｖにされ、供給バイアスは−５００Ｖにされる。また、小サイズの転写紙が連続通紙を終了した後は、現像バイアスは−４００Ｖのままにして供給バイアスは−３００Ｖにされる。通紙する転写紙のサイズや種類に応じて、バイアスを適宜変更するとよい。
また、図４に示すように、現像ローラ７２が１回転する以上の時間、トナー供給ローラ７４に−３００Ｖのバイアスを印加し、次いで、現像ローラ７２が１回転する以上の時間、トナー供給ローラ７４に−６００Ｖのバイアスを印加するようにしてもよい。このようにすると、確実に現像ローラ７２からトナーを回収することができる。
【００２５】
次に本実施形態に用いるトナーについて説明する。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。体積平均粒径（Ｄｖ）が３μｍ未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。一方、体積平均粒径（Ｄｖ）が８μｍを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００２６】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
先ず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００〜４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００２７】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図５及び図６は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）  ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）  ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
【００２８】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。これにより、トナー種によって高品位な画像を得ながらも、現像ローラ上のトナー帯電の急激な変化を防止することができる。
【００２９】
以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【００３０】
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
【００３１】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらに記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【００３２】
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α'，α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００３３】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００３４】
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４'−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４'−ジアミノ−３，３'−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。
３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【００３５】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。
［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００３６】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【００３７】
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【００３８】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。なお、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでもよい。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
【００３９】
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【００４０】
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５ｗｔ％、好ましくは３〜１０ｗｔ％である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【００４１】
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）
、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００４２】
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙
げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、勿論、有機溶剤に溶解、分散する際に加えてもよい。
【００４３】
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。
しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【００４４】
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【００４５】
２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でもよいし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
【００４６】
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００４７】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【００４８】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
【００４９】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）などがある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させてもよい。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノ
メタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、
ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【００５０】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【００５１】
３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
【００５２】
４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【００５３】
５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、次いで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図２は、図１の現像装置の詳細を示す説明図である。
【図３】図３は、現像バイアスと供給バイアスとの関係を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、現像バイアスと供給バイアスとの関係を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【図６】図６は、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  像担持体
２  検知センサ
３  制御手段
４  バイアス電源
７  現像装置
７１  現像剤収容部
７２  現像ローラ
７３  ドクターブレード
７３ａ  折曲部
７４  トナー供給ローラ
７５  トナー攪拌部材
７６  トナー攪拌部材
１４  従動ローラ
１５  駆動ローラ
１６  二次転写ローラ
１７  中間転写ユニット
１８  プロセスカートリッジ
２０  画像形成ユニット
２１  光書込ユニット
２２  二次転写装置
２３  張架ローラ
２４  紙搬送ベルト
２５  定着装置
２６  定着ベルト
２７  加圧ローラ
３０  原稿台
３１  原稿排紙部
３２  コンタクトガラス
３３  第１走行体
３４  第２走行体
３５  結像レンズ
３６  読取センサ
４２  給紙ローラ
４３  ペーパーバンク
４４  給紙カセット
４５  分離ローラ
４６  給紙路
４７  搬送ローラ対
４９  レジストローラ対
５０  手差し給紙ローラ
５１  手差しトレイ
５２  分離ローラ
５３  手差し給紙路
５７  スタック部
６２  一次転写ローラ
９０  ベルトクリーニング装置
１００  プリンタ部
１１０  中間転写ベルト
２００  給紙装置
３００  スキャナ部本体
４００  自動原稿送り装置
Ｓ  開口部
Ｔ  トナー
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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